塞罕壩林區(qū)造林技術(shù)對(duì)華北落葉松人工林采伐跡地更新苗木保存率的影響

郝書(shū)林

摘 要：該文針對(duì)塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)3.5萬(wàn)hm2華北落葉松（Larix principis-rupprechtii）人工林，以林地基本土壤水肥特征為基礎(chǔ)，從整地、造林季節(jié)、苗木質(zhì)量、栽植深度及栽前苗木處理等5個(gè)方面，深入研究提高華北落葉松人工林采伐跡地苗木保存率的技術(shù)措施，優(yōu)化不同立地條件下華北落葉松人工林跡地的造林更新技術(shù)。結(jié)果表明，采伐跡地進(jìn)行整地有利于蓄水保墑、緩解土壤酸化和促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)歸還，造林季節(jié)最好選擇春季或秋季，壯苗在高度上應(yīng)大于30cm，造林時(shí)埋土深度至原土印時(shí)效果最佳，造林苗木使用ABT生根粉50mg/kg溶液藥劑浸根，對(duì)造林保存率的提高具有十分顯著效果。

關(guān)鍵詞：塞罕壩；華北落葉松；造林更新；采伐跡地；苗木保存率

中圖分類號(hào) S79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）06-0085-04

河北省塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)位于河北省最北端，行政區(qū)劃屬圍場(chǎng)滿族蒙古族自治縣，總經(jīng)營(yíng)面積9.3萬(wàn)hm2，有林地面積6.9萬(wàn)hm2。其中，以華北落葉松為主的人工林3.5萬(wàn)hm2，占有林地面積的50.7%，但由于該林分大部分已達(dá)到Ⅳ齡級(jí)，林齡超過(guò)30a，即將面臨大規(guī)模主伐[1]。因此，提高華北落葉松人工林的造林成活率，保證人工更新成功率，確保綠化效果，成為關(guān)系到該林區(qū)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，對(duì)森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)具有重要意義。

國(guó)外對(duì)于人工林跡地更新問(wèn)題的研究比我國(guó)早，始于19世紀(jì)初[2]。在國(guó)內(nèi)東北地區(qū)營(yíng)造的落葉松人工林大多始于20世紀(jì)50年代[3]，華北地區(qū)以塞罕壩地區(qū)為集中連片營(yíng)造區(qū)，多始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)營(yíng)造的林分現(xiàn)已陸續(xù)進(jìn)入采伐利用期。這部分林分的共同特點(diǎn)是林分樹(shù)種單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、面積大，形成了單一的人工林景觀，而這種單一景觀也帶來(lái)了一系列的生態(tài)問(wèn)題，如病蟲(chóng)害日趨加劇，地力衰退，生物多樣性嚴(yán)重降低等[4]。

由于華北落葉松是我國(guó)特有人工林樹(shù)種之一，其人工林的跡地更新技術(shù)目前國(guó)外尚未見(jiàn)報(bào)道。國(guó)內(nèi)對(duì)于落葉松人工林的研究始于20世紀(jì)70年代，研究重點(diǎn)以落葉松地力衰退問(wèn)題和維持人工林長(zhǎng)期生產(chǎn)力居多[5-9]。這些研究為人工林跡地更新技術(shù)的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)區(qū)選擇在塞罕壩陰河林場(chǎng)前曼甸營(yíng)林區(qū)，根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康牟煌?，進(jìn)行以下試驗(yàn)：

（1）選擇立地條件基本一致、有代表性的華北落葉松人工林主伐跡地各10hm2，分別進(jìn)行大穴整地（長(zhǎng)×寬×深=120cm×60cm×50cm）、小穴整地（長(zhǎng)×寬×深=50cm×50cm×25cm）和不整地，次年春季進(jìn)行造林。在2000年和2004年，按照2%的樣地比，分別測(cè)定地表下25cm土層的土壤含水量。在2004年秋季，按照5%的樣地比，對(duì)不同整地方式的25cm土層測(cè)定土壤養(yǎng)分含量，并對(duì)測(cè)定地塊造林保存率和苗木平均高生長(zhǎng)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

（2）選擇立地條件相近、整地方式一致、塊狀皆伐的華北落葉松人工林采伐跡地各10hm2，分別進(jìn)行在春季、雨季和秋季植苗造林，造林一年后，測(cè)定造林成活率及苗木當(dāng)年高生長(zhǎng)量。

（3）選擇立地條件、整地方式基本一致，有代表性的華北落葉松人工林皆伐跡地，選擇不同高度的華北落葉松苗木進(jìn)行造林，于當(dāng)年秋季測(cè)定其成活率和高生長(zhǎng)量。

（4）選擇立地條件、整地方式、苗木質(zhì)量基本一致，有代表性的華北落葉松人工林皆伐跡地進(jìn)行植苗造林，造林時(shí)埋土深度分別為超過(guò)苗木地徑0cm、2cm和5cm，于當(dāng)年秋季測(cè)定其存活率和高生長(zhǎng)量。

（5）選擇立地條件相近、苗木質(zhì)量基本一致，具有代表性的華北落葉松人工林皆伐跡地進(jìn)行藥劑浸根造林，具體方法為：①將ABT-3號(hào)生根粉配成25mg/kg、50mg/kg、和75mg/kg的水溶液；②將保水劑配成1/50、1/150和1/300的水溶液；③將食鹽配成0.3%、0.5%和1%的溶液；④以清水作為對(duì)照。將華北落葉松一級(jí)苗分別浸泡在上述溶液中2h，對(duì)照苗木用清水浸泡2h。植苗造林后，于當(dāng)年秋季封頂后進(jìn)行高生長(zhǎng)量、成活率和新生根數(shù)量調(diào)查。

2 結(jié)果與分析

2.1 整地對(duì)造林效果的影響

2.1.1 不同整地方式對(duì)25cm土層土壤含水量的影響 根據(jù)試驗(yàn)要求，對(duì)華北落葉松人工林采伐跡地的造林苗木根系的測(cè)量，大部分苗木根系分布在20～30cm土層。由表1可見(jiàn)，在2000年（降水量351.8mm）和2004年（降水量417.7mm），對(duì)造林地內(nèi)25cm土層的土壤含水量進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)行大穴整地處理的土壤含水量明顯高于不進(jìn)行整地的處理，大穴與小穴2種整地處理方式，其土壤含水量的差異較小，僅為0.1%～0.2%；含水量最低的是不整地的土壤，差距達(dá)到0.4%～0.6%；由于土壤含水量直接影響苗木的生長(zhǎng)，因此導(dǎo)致造林保存率和苗木平均連年高生長(zhǎng)量受不同的整地方式的影響較大，以大穴整地表現(xiàn)最優(yōu)，沒(méi)有進(jìn)行整地處理的造林苗木在保存率和高生長(zhǎng)相比大穴整地明顯降低。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)差異表明，通過(guò)整地可以充分的提高土壤含水量，有利于造林地蓄水保墑，有效提高造林保存率，對(duì)苗木高生長(zhǎng)量有一定促進(jìn)作用。因此，整地是有效提高土壤的蓄水保墑能力、促進(jìn)苗木生長(zhǎng)和提高保存率的先決條件。

2.1.2 不同整地方式對(duì)25cm土層土壤養(yǎng)分含量的影響 從表2可見(jiàn)，不同整地方式下土層土壤pH值有一定的差異，主要因?yàn)橥寥澜?jīng)過(guò)整地處理，有效改善了土壤的水、肥、氣、熱條件，地力得到提升，從而緩解土壤的酸化過(guò)程；其次土壤中的枯落物在水、肥、氣、熱相互協(xié)調(diào)的作用下進(jìn)行有效分解，增加了土壤有機(jī)質(zhì)的合成機(jī)率，促進(jìn)被土壤吸附的速效氮、速效磷及速效鉀的釋放，因此對(duì)土壤的不同處理，土壤養(yǎng)分含量也表現(xiàn)出數(shù)量變化，其中大穴整地明顯優(yōu)于小穴整地及不整地的土壤。說(shuō)明通過(guò)整地可以改善土壤的水熱條件，有利于采伐跡地的營(yíng)養(yǎng)歸還，并改善苗木根系的土壤養(yǎng)分狀況。

2.2 造林季節(jié)對(duì)造林效果的影響 由圖1可知，在相同的立地條件下，造林苗木采取相同植苗方法及土壤處理方法，因?yàn)樵炝旨竟?jié)的差異，華北落葉松人工林采伐跡地的更新效果表現(xiàn)出較大的不同。春季造林效果表現(xiàn)最優(yōu)，成活率為97.5%，秋季及雨季造林的苗木成活率明顯降低；苗木當(dāng)年高生長(zhǎng)量在不同季節(jié)造林處理所表現(xiàn)出的差異不明顯，但雨季造林高生長(zhǎng)表現(xiàn)不良。分析認(rèn)為春季造林苗木處于萌動(dòng)期，具有較強(qiáng)的生命力，苗木栽植后下一季節(jié)進(jìn)入雨季，土壤水分可以得到相應(yīng)的補(bǔ)充，有利于造林苗木成活。雨季造林，正值苗木生長(zhǎng)旺季，加之當(dāng)?shù)赜隉嵬?，蒸發(fā)量較大，根系的吸水能力達(dá)不到栽植苗木的生長(zhǎng)要求，栽植后出現(xiàn)嚴(yán)重打蔫現(xiàn)象，緩苗時(shí)間延長(zhǎng)，影響苗木生長(zhǎng)。秋季造林由于受當(dāng)?shù)貧夂蚝?，冬季苗木的凍拔現(xiàn)象嚴(yán)重，在一定程度上也降低了苗木的成活率。因此，在該區(qū)域春季造林較適合華北落葉松人工林采伐跡地更新。

2.3 苗木質(zhì)量對(duì)造林效果的影響 苗木質(zhì)量作為影響造林成果的重要因素，選擇優(yōu)質(zhì)壯苗造林關(guān)系到人工林采伐跡地造林更新是否成功。而衡量苗木質(zhì)量的優(yōu)劣主要看苗木的地徑粗度及苗木高度。本試驗(yàn)針對(duì)苗高對(duì)造林效果的影響進(jìn)行研究，按照苗高2cm的階差，將栽植苗木高度從22cm到46cm分成13個(gè)等級(jí)。從表3可以看出，高等級(jí)（46cm）的苗木造林成活率表現(xiàn)最優(yōu)，達(dá)到96.2%，比低等級(jí)（22cm）苗木的造林成活率高出35.3%。從表3還可以看出，苗木當(dāng)年高生長(zhǎng)量沒(méi)有因?yàn)槊绺叩淖兓尸F(xiàn)出直線增加的趨勢(shì)，而是在苗高達(dá)到最高46cm時(shí)，當(dāng)年高生長(zhǎng)量出現(xiàn)了下降的趨勢(shì)。因此，為達(dá)到最優(yōu)的更新效果和提高最大當(dāng)年高生長(zhǎng)量，把苗木高度標(biāo)準(zhǔn)定到30cm以上，其中以苗高38～42cm的苗木更新效果表現(xiàn)最佳，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能和苗木的木質(zhì)化程度和可塑性有關(guān)。

2.4 埋土深度對(duì)造林效果的影響 圖2表明，苗木栽植深度在原地徑時(shí)，造林效果表現(xiàn)最佳，隨著埋土深度的增加出現(xiàn)成活率遞減的趨勢(shì)。埋土深度分別為0cm、2cm、5cm時(shí)，造林存活率分別為92.1%、86.5%、80.3%；苗木當(dāng)年高生長(zhǎng)量分別為13.8cm、12.7cm、8.1cm。從圖中可以看出埋土深度對(duì)栽植苗木成活率影響明顯。分析認(rèn)為，苗木的栽植過(guò)程是苗木從圃地的生長(zhǎng)環(huán)境到造林跡地大環(huán)境的一個(gè)適應(yīng)過(guò)程，苗木本身被栽植到跡地，由于水、肥條件的變化，苗木需要有一個(gè)適應(yīng)過(guò)程，如果對(duì)苗木生長(zhǎng)特性進(jìn)行較大的改變，勢(shì)必影響造林成活率。因此，在對(duì)華北落葉松人工林采伐跡地進(jìn)行更新造林時(shí)，應(yīng)從華北落葉松幼苗的生長(zhǎng)特性出發(fā)，栽植深度應(yīng)與苗木出圃地徑保持一致，以保證造林效果達(dá)到最佳。

2.5 藥劑浸根對(duì)造林效果的影響 從表4可以看出，溶液浸根后造林效果均優(yōu)于沒(méi)有處理的苗木，但保水劑溶液濃度過(guò)低，起不到提高造林成活率的目的，其中ABT生根粉50mg/kg溶液浸根的苗木造林成活率達(dá)到95.2%，表現(xiàn)最優(yōu)；溶液浸根后對(duì)高生長(zhǎng)也表現(xiàn)較明顯的效果，但是ABT生根粉75mg/kg溶液和食鹽1%溶液浸根后，苗木成活率出現(xiàn)降低的現(xiàn)象，所以藥劑浸根濃度不宜過(guò)高，從而影響苗木生長(zhǎng)；在增加苗木新生根數(shù)量方面，ABT生根粉50mg/kg溶液效果明顯，相比對(duì)照處理新根數(shù)量增加1倍，其余處理方法差異較小。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用ABT生根粉50mg/kg溶液處理的苗木使造林更新效果表現(xiàn)更加優(yōu)異。

3 結(jié)論與討論

為提高華北落葉松人工林采伐跡地更新造林保存率，可以通過(guò)造林技術(shù)的優(yōu)化來(lái)達(dá)到此目的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

（1）整地可以有效增加采伐跡地的蓄水保墑能力，對(duì)造林保存率的提高有良好的促進(jìn)作用，所以在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，應(yīng)采取大穴整地的方式來(lái)提高造林保存率；在立地條件較好的地段，宜選擇小穴整地，相對(duì)大穴整地而言可大幅度降低整地成本。

（2）土壤的酸化過(guò)程可以通過(guò)整地措施進(jìn)行緩解；土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷和速效鉀的含量均以大穴整地表現(xiàn)最佳，說(shuō)明土壤水熱條件可以通過(guò)整地來(lái)進(jìn)行改善，促進(jìn)采伐跡地的營(yíng)養(yǎng)歸還，從而改善苗木根系的土壤養(yǎng)分狀況。

（3）春季造林苗木成活率達(dá)到97.5%，其次是秋季造林，但雨季造林苗木成活率僅為87.3%，效果不佳；春季及秋季造林苗木當(dāng)年高生長(zhǎng)量較高，雨季造林較差。因此，春季造林是該區(qū)華北落葉松人工林采伐跡地更新造林的最佳選擇，可也根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)選擇秋季造林。

（4）由于苗木高度等級(jí)越高，更新造林苗木的成活率和當(dāng)年高生長(zhǎng)量的增幅就越大，所以人工林跡地更新苗木以選擇較高苗木為優(yōu)。所以，華北落葉松中高等級(jí)苗木較適合造林更新，苗木高度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在30cm以上，以確保更新效果。

（5）在對(duì)華北落葉松人工林采伐跡地進(jìn)行更新造林時(shí)，華北落葉松苗木不宜進(jìn)行深埋，以埋土深度至苗木地徑造林效果最佳。

（6）ABT生根粉50mg/kg溶液處理后華北落葉松苗木成活率及新根生長(zhǎng)數(shù)量均優(yōu)于其他處理方式，在實(shí)踐應(yīng)大力推廣。

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（責(zé)編：張宏民）